JPS6338523Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は走査型電子顕微鏡等に用いられる電子
光学系を一ブロツクに構成した複合電子光学素子
に関するもので、特に超高真空を要求される場合
に適したものである。

超高真空を要求される電子光学装置では従来静
電型電子レンズを用いていた。これは磁界型レン
ズではコイルからのガス放出が多くて高真空を得
るのに甚だ不都合だからである。しかし球面収差
係数が小さい電子レンズを得るには磁界型レンズ
の方が有利である。また従来電子光学装置では光
軸合せのため各レンズ及び他の光学素子を外部か
ら位置調整できるようにしていたが、超高真空を
要求される場合には、レンズ等を外部から位置調
整するための構造は気密保持のため甚だ複雑高価
なものとなる。

本考案は電子光学素子のガス放出の問題及び光
軸合せの問題を解決し、併せて磁界型レンズの放
熱を良好ならしめた電子光学系の構造を提案する
もので、電子光学系を構成する複数の電子光学素
子を基準となる中心管の外周に嵌設することによ
つて外部からの軸合せを不要とすると共に電子光
学系全体を気密外套管に納めて全体を一ブロツク
として真空容器内に設置できるようにした複合電
子光学素子を提供する。以下実施例によつて本考
案を説明する。

図は本考案の一実施例を示す。１はコンデンサ
レンズのヨーク、２は対物レンズのヨークで１
ｃ，２ｃは夫々のレンズのコイルである。３は電
子ビームで試料面を走査するための偏向コイル、
４は非点補正コイルである。５は上記各レンズ及
びコイル間を所定の間隔で固定するためのスペー
サでドーナツ型のアルミニウムブロツクである。
上記した１乃至５の各部は、中心管６の外側に適
合嵌合しており、中心管６が上記１乃至５の各部
を貫通している形になつている。コンデンサレン
ズのヨーク１はその下面が一番上のスペーサ５の
上面に当接せしめられており、偏向コイル３およ
び非点補正コイル４は夫々スペーサ５に埋込み包
含され、対物レンズヨーク２の上面は一番下のス
ペーサ５の上面に当接させてある。中心管６はス
テンレスの引抜管で、電子光学系の各素子がこの
管の外周に嵌設されることにより、電子光学系の
各素子は各々の中心線が自動的に中心管６の中心
線と一致し、構造的に各電子光学素子の光軸が一
直線に一致せしめられる。上述した１乃至５の各
部は更にステンレスの外套管７内に収納され、各
スペーサ５の外周面はこの外套管７の内面に適合
するようにしてあり、中心管６及び外套管７の下
端は相互に溶接されて中心管６と外套管７との間
の空間の下端が気密に閉塞される。中心管６と外
套管７の間の空間は両管の上端部においてセラミ
ツクの栓体８で閉塞される。栓体８の上面は金属
メツキがしてあり、中心管６及び外套管７の上端
縁と栓体８上面との間がろう付けされて気密閉塞
がなされている。もう少し詳細に説明すると、外
套管７上端部内面にはコバールの環９が嵌着さ
れ、外套管７及び環９の口縁が溶接されており、
このコバールの環９と栓体８上面との間がろう付
けされる。このようにしてセラミツク栓体とステ
ンレス外套管の膨張係数の違いが克服される。中
心管６と栓体８との間も同様にコバールの中間体
１０が介在させてある。レンズ１，２等のリード
線１１はハーメチツクシールによつて栓体８を貫
通させてある。

外套管７及び中心管６に囲まれた空間は上述し
たようにして外部に対し完全に密閉されており、
内部は作業時の大気が封入されたまゝとなる。実
際には加熱乾燥処理を行つて最後のろう付けを行
うから内部は多少の減圧状態となつている。なお
この内部空間には通常大気中には殆んど含まれて
いないガス例えばHe等を混入しておき、後日真
空容器内でこの内部空間からのガス漏出があつた
ようなとき直ちに検出できるようにしておくこと
も可能である。

上述したようにしてコンデンサレンズ，対物レ
ンズ，偏向コイル，非点補正コイル等の電子光学
素子よりなる複合電子光学素子が一ブロツクとし
て構成される。このブロツクは完成した電子光学
系であつて微調整を要せず、真空容器１２内にそ
のまゝ取付けられる。外套管７は磁気シールドと
放熱板とを兼ねた鉄管１４内に嵌入されており、
この鉄管１４が真空容器１２と一体的に結合され
ている。偏向コイル３，非点補正コイル４等はス
ペーサ５に埋込まれ、コンデンサレンズのコイル
１ｃ，対物レンズのコイル２ｃ等のヨークも下面
或は上面がスペーサ５の上面或は下面に当接せし
められて、各スペーサは外周が外套管７に内接し
ているので、各コイルからの発熱はスペーサ５を
通して外套管７へと伝えられ、これらのコイルは
効果的に冷却されている。中心管６は非磁性であ
ることを要するから18−８のステンレスを用い、
外套管７は鉄でも良いが中心管と膨張係数を合せ
るため同じ材質を用いてある。従つて外套管７の
上端近くにベロー状の波を周設して中心管との膨
張の差を吸収するようにして外套管を鉄とし、鉄
管１４を省く構造とすることも可能である。外套
管で磁気シールドも兼ねた場合はコイル発熱は熱
伝導度の低いステンレスの外套管を介さずスペー
サから直接磁気シールドの鉄管に伝えられるので
放熱効果は却つて向上する。また中心管６とレン
ズヨーク１ｃ，２ｃ，コイル３，４、スペーサ５
等との熱膨張の差はレンズヨーク１ｃの上面と中
間体１０との間に介在させた皿ばね１５によつて
吸収するようにしてある。

上記考案複合電子光学素子は上述したような構
成で基準となる中心管によつて各光学素子の光軸
が相互にかつ一直線に一致しているので後の軸合
せが不要であり、従つて真空容器に外部から微動
できる構造を設ける必要がなく、従つて真空容器
の構造が簡単となり、リークの可能性を有する部
分が減るから高真空の達成が容易となり、また光
学素子全体が密閉されているので、これからのガ
ス放出の問題も解消されている。更に各電子光学
素子はスペーサに包含され或は端面をスペーサに
当接させ、スペーサは外周が外套管内面に内接さ
せてあるので、コイルでの発熱はスペーサを介し
て外套管に伝えられ、磁界型の電子光学素子冷却
の効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例装置の縦断側面図を示
す。 １……コンデンサレンズヨーク、２……対物レ
ンズヨーク、３……偏向コイル、４……非点補正
コイル、５……スペーサ、６……中心管、７……
外套管、８……セラミツクの栓体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 磁界型のコンデンサレンズ，対物レンズおよび
   収差補正用コイル，電子ビーム偏向用コイル等の
   磁界型電子光学素子を、その上端面或は下端面を
   良熱伝導性材質の円盤状スペーサに当接させ或は
   同スペーサに包含させ、且つ上記各電子光学素子
   を電子光学系の光軸を中心線とする中心管を基準
   としてその外周に嵌設し、上記各電子光素子を上
   記スペーサに外接する一つの外套管で包囲し、上
   記中心管と外套管との管の空間を上記両管の両端
   部において気密に閉塞してなる複合電子光学素
   子。